4K超高清節目制播探索和實踐研究

魏浩穎

（上海文化廣播影視集團有限公司，上海 200041）

一、引言

我國電視發展近十年以來，經歷了標清、高清以及超高清的發展，其畫質也得到了大幅度的提升，4K超高清節目在分辨率、色域以及動態范圍方面，都得到了巨大的突破，為觀眾帶來更加高質量的觀看體驗。4K超高清節目制播中包含的技術水平以及技術難度也較高，因此需要相關人員重點研究。

二、4K技術的特點

4K技術在實際發展的過程中，可以分為以下兩點：

第一，拍攝設備，拍攝設備是4K超高清節目制作的基礎，目前我國芯片技術得到了良好發展，超高清攝像機的數量也逐漸增多，在此過程中電影與電視技術相互融合，為觀眾帶來了更好的視覺體驗。

例如，在實際攝影的過程中使用35mm攝影機進行拍攝，超高清攝影機將更加清晰和高質量的畫面呈現在電視中，其中主要具有以下特點。第一，鏡頭具備回淺景深畫面，第二，畫幅更大，第三，具備更寬的寬容度，和更加豐富的畫面細節。第四，具備較強的色彩還原度，能夠將人物更加細膩真實地進行還原，第五，具備更高的清晰度，能夠觀察到拍攝對象的具體細節。另外，許多數碼公司針對4K技術也生產了相應的產品，例如索尼公司、Panasonic、JVC、BMD、AJA等公司，使4K技術在實際應用的過程中更加多元化。

第二，4K超高清節目的后期制作技術，在對4K超高清節目進行編輯的過程中，需要處理大量的數據信息以及存儲信息，因此整個處理系統的工作量大大提升。通常情況下，4K超高清節目的編輯方式主要包括兩種，第一種為源碼率編輯，第二種為代理碼率編輯。源碼率編輯能夠利用4K超高清節目的原始格式進行直接編輯，進而實現非編時間真4K，剪輯真4K等流程。而代理碼率編輯則需要將前期攝像機拍攝的內容導入系統中，對其進行內部轉碼，這種方式能夠提升代理碼率，能夠方便進行非編剪輯以及新媒體碼率的發布。

三、4K超高清節目制作流程

（一）4K超高清節目生產管理

要想保證4K超高清節目的制作效果，就需要對4K超高清節目的整個制作流程進行全面有效的管理，這種方式能夠為4K超高清節目制播提供良好環境。4K超高清節目的代碼信息，欄目信息以及節目信息中，都增加了相應的超高清信息項目，同時在節目代碼中還增加了色域以及GAMMA等技術參數。在制作資源預約的過程中，4K超高清節目的代碼只能利用4K超高清技術進行制作，不能預約使用高清技術制作資源。在4K超高清節目流程管理中，4K超高清節目需要經歷技術審查、內部審查、入庫任務以及4K超高清信息項等，同時加入了色域以及伽瑪曲線的設計參數。在原有技術審查任務接口的基礎上，增加了4K超高清在線接口技術，針對4K超高清節目發送相應的審計任務。

（二）4K超高清節目媒體資源管理

4K超高清節目中的媒體資產管理主要針對入庫功能以及備播功能，針對4K超高清成品節目進行規范，并對其中的素材進行檢索和下載。在此過程中需要注意，以上流程都具備相應的技術說明，因此在實際實施過程中，需要根據技術說明進行。

（三）4K超高清節目內容審查管理

內容審查管理需要根據上游節目的生產管理群，針對4K超高清節目內容進行審查和反饋，這種方式能夠保證4K超高清節目內容的規范性。在審查過程中，采用的內容審查格式為640×360 25p 1.5Mbps。在第二階段，需要對審片碼率進行調整，同時修改4K超高清節目審查技術的相應要求。

（四）4K超高清節目質量檢測系統

在4K超高清節目質量檢測的過程中，檢測對象包括入庫備播節目文件，例如MXF文件封裝，壓縮編碼、視頻內容以及音頻內容等。同時還需要對轉碼平臺，以及送審內容等進行確定。以上為4K超高清節目制播的相應流程，在4K超高清節目制作的過程中，需要根據以上內容對其進行審查管理，最終達到提升4K超高清節目制作質量的目的。

四、4K超高清節目制播實踐方法

（一）4K超高清攝錄

視頻拍攝是4K超高清節目制播中的重點內容，以上過程需要展開全面有效的分析管理，只有這樣才能實現4K超高清節目制播質量。目前，在實際攝錄中，采用的技術為4K超高清一體及拍攝技術，該技術在實際應用的過程中，可以將設備參數設置為三種，分別為線性伽瑪、數字伽瑪以及寬色域拍攝圖像等，保證能夠滿足HDR的制作要求。針對需要進行4K超高清錄制的畫面，可以采用線性伽瑪Linear,色域BT2020技術，并將記錄編碼調整到RAW12bit以上。針對只需要進行常態處理的節目，則可以使用對數伽瑪的方式，例如LOFG,HLG,PQ,S-Gamut,V-Gamut,BT2020等技術。

在質量控制的過程中，針對攝影過程中的畫面焦點，可以使用紅線、放大以及方格等方式幫助聚焦。這種方式能夠避免在實際攝影中出現焦點不實等情況，同時保證圖像拍攝的清晰程度和曝光程度，保證整個畫面的層次性和柔和性。在使用對數伽馬的過程中，主要使用HDR監視器，并在顯示屏中加載LUT，對圖像的真實色彩進行有效還原，監控過程能夠觀察到整個畫面的對比度以及層次性。

（二）4K超高清現場制作系統

4K超高清現場制作系統主要包括以下幾點要求：

第一，視頻系統，在此過程中，針對4K超高清節目的演播室，需要采用4KHDR直播的方式，錄制的格式可以選擇3840x2160/50p，或者HLG/1000nit,色域選擇BT.2020。在4K超高清節目直播的過程中，現場制作系統會將直播信號直接傳送到總控制系統中，演播室利用外來信號提供相應的HDR格式。4K超高清節目演播廳，信號錄制格式可以是3840x2160/50p,在此過程中可以根據相機的實際情況確定內部設置。現場控制系統中的超高清攝像機能夠對高清信號進行輸出，主要針對高清直播或者是高清錄制進行。信號格式可以選擇為1920x1808/50i,色域為BT.709。在直播過程中，現場控制系統中的直播信號總控制系統對信號進行傳輸和播出。

第二，4K超高清節目視頻的記錄格式，4K超高清節目中音頻服務系統可以對伽瑪HLG/PQ/LOG、色域BT.2020等視頻文件進行記錄。其中壓縮編碼以及封裝格式可以使用XAVC-I Class 300/480/MXF、10bit、碼率為500Mbps/800Mbps；或Pro Res 422/MOV、10bit、碼率為983Mbps；或DNx HR/MXF、12bit、碼率為1.475Gbps。

（三）4K超高清節目后期制作

4K超高清節目的后期制作質量直接決定著最終節目的播出效果，因此需要對后期制作技術進行全面有效的分析，在后期制作的過程中，可以使用超高清壓縮文件制作，或者使用4KRAW格式文件套片進行制作。例如，在針對體育類節目、文藝類節目進行后期處理的過程中，可以使用4K超高清演播廳收錄的方式進行，將其虛擬合成4KPGM，選擇1920x1080的分辨率進行代理編碼。將素材導入到系統中，進行編輯制作，并對其4K超高清節目視頻進行調色和合成，最終審核修改，形成相應的成品，以上過程是普通4K超高清節目后期制作的流程。而針對后期制作要求較高的節目，例如精品紀錄片、短篇等，可以使用代理文件編輯，制作成套片，再制作和輸出。在前期處理的過程中，可以利用雙碼率對其進行記錄，將RAW文件轉換成低碼率的代理文件。在完成4K超高清視頻編輯之后，將處理完畢的成品利用XML以及AAF等方式傳輸，將數據信息展開處理，并設置相應的文件名稱，這種方式能夠保證最終文件信息處理的有效性以及穩定性，為接下來的工作提供條件。圖1為4K超高清壓縮格式文件流程。

在后期調色的過程中，需要先確定節目中的色彩空間，并根據實際要求，對節目的色彩進行調整。但是在此過程中需要注意色彩調整的準確程度，避免出現原始節目素材受損的情況。例如，電視節目色彩管理方法，通過對電視色域以及色彩空間進行處理的方式，能夠保證最終電視節目色彩呈現的真實性和有效性，為觀眾提供高質量的節目效果。在此過程中需要注意，4K超高清節目色彩與節目的整體風格需要保持一致，進而給予觀眾高質量的觀看感受。

圖1 4K超高清壓縮格式文件流程

（四）4K超高清節目音頻制作

在4K超高清節目音頻制作的過程中，采用5.1環繞聲的方式播出，并對其中音頻的技術參數、節目電平響度、監聽分布情況、音頻源數據等進行管理分配，進而保證4K超高清節目音頻的制作質量。例如，在利用5.1環繞聲播出的過程中，需要攜帶相應的音頻源數據，保證其能夠采用多聲道格式輸出。錄音師在實際錄音的過程中，能夠對立體聲進行有效控制。其中音頻元數據主要由聲道配置、對白歸一、動態范圍控制以及下混參數等內容組成，能夠將其安裝在家庭終端機頂盒中，對4K超高清節目中的音頻進行解析處理。4K超高清節目中，音頻制作過程通常情況下要保證動態性，并利用控制系統對其進行編碼處理，根據音頻的實際情況，設置相應的數據信息，保證二者之間的一致性。如果4K超高清節目中具備動態元數據，則視頻編碼器可以直接使用，如果節目并不具備動態元數據，則需要在視頻編碼器中加入相應的靜態元數據，進而保證整個4K超高清節目音頻的正常播放。

（五）4K超高清節目的實際應用

目前，4K超高清節目已經應用在實際電視播放中，例如，《最強大腦》的宣傳片，就是采用RED EPIC拍攝的方式，利用ADOBE PREMIERE CC進行后期剪輯，聲場R3D格式的文件，該文件能夠直接進行導入，采用代理碼流進行剪輯。在對其進行調色的過程中，利用PR生成XML，在PR中的單個慢鏡頭DPX序列進行合成和輸出，進而保證著整個節目播出的有效性。由此可以看出，在研究4K超高清節目制播的過程中，需要對4K超高清節目中涉及的各個流程以及各項技術進行整理分析，保證每項流程實施的有效性以及穩定性。尤其是其中的技術處理，需要根據實際情況選擇相應的技術，進而達到保證4K超高清節目制作質量的目的。

五、結論

綜上所述，人們對電視節目的要求逐漸提升，保證電視節目的制作質量，是促進我國電視制作行業良好發展的主要途徑。本文通過研究4K超高清節目制播實踐方法發現，對其進行研究，能夠大大提升4K超高清節目制作質量，為今后4K超高清節目的良好發展提供條件。